(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極１１が配置された処理槽１０にめっき液を供給し、金属からなるワーク１５に電流を流してめっき処理を施すめっき装置であって、
前記処理槽１０の外壁２０に接続された複数の処理液供給用配管と、
前記外壁２０の内側に回転可能に設けられた、前記複数の処理液供給用配管から選択された１つ以上の処理液供給用配管のみを前記処理槽１０と連通させるための１つ以上の供給口３１を有する切り替えバルブ３０と
を備えたことを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
さらに、前記処理槽１０の外壁２０に加圧気体供給用配管２４が接続され、
該加圧気体供給用配管２４は、前記切り替えバルブ３０を回転させることにより、前記処理槽１０との連通、非連通を切り替えることができることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
【請求項３】
さらに、前記処理槽１０の外壁２５に、複数の回収用配管が接続され、前記外壁２５の内側に回転可能に設けられ、１つ以上の回収口３６を有し、前記複数の回収用配管から選択された１つ以上の配管のみを前記処理槽１０と連通させるための切り替えバルブ３５を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のめっき装置。
【請求項４】
さらに、前記ワーク１５の内面に処理を施すための、内面ノズル５０を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のめっき装置。
【請求項５】
前記切り替えバルブ３０を回転させ、切り替えバルブ３０に設けられた供給口３１と処理液供給用配管との位置関係を変えることにより、前記処理槽１０に供給される処理液の量を変えることができることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のめっき装置。
【請求項６】
さらに、前記切り替えバルブ３０の内側に、複数のノズル４０を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のめっき装置。
【請求項７】
前記複数のノズル４０は、前記切り替えバルブ３０と一体に結合され、切り替えバルブ３０と同時に回転可能であることを特徴とする請求項６に記載のめっき装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のめっき装置を用いためっき方法であって、切り替えバルブ３０を回転することにより、単一の処理槽１０で、
処理槽１０内に洗浄液を供給しワーク１５を洗浄する工程、
必要に応じて、処理槽１０内に加圧気体を供給し前記処理液を押し出し回収する工程、
処理槽１０内に水を供給し洗浄後のワーク１５を水洗する工程、
処理槽１０内にめっき液を供給し、水洗後のワーク１５にめっきを施す工程、
処理槽１０内に加圧気体を供給し前記めっき液を押し出し回収する工程、
処理槽１０内に水を供給し、めっき後のワーク１５の水洗する工程、
処理槽１０内に加圧気体を供給し、水洗後のワーク１５を乾燥する工程、
を含むことを特徴とするめっき方法。
【請求項９】
前記めっきは、噴流方式により施すことを特徴とする請求項８に記載のめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき液を介してワークに電流を流すことにより、ワークの表面にめっき層を形成する方法において、同一の処理層を用いて洗浄、めっきを行うめっき装置、及び、めっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄系、ステンレス系、銅系等の金属にめっきの施された製品が種々製造されている。その製品としては、自動車部品、例えばエンジン部品、電気・電子部品、等が挙げられる。めっきの種類としては、亜鉛めっき、ニッケルめっき、銅めっき、錫めっき、亜鉛ニッケル合金めっき等である。
【０００３】
このような製品のめっきの方式として、浸漬方式が最も一般的に用いられてきた。これは、めっき液を入れためっき槽内に、金属からなるワークを陰極として浸漬し、これと対向する陽極との間で電析反応させる方式である。
【０００４】
浸漬方式のめっき処理は、いわゆるバッチ処理であることに伴なう問題があった。すなわち、例えば、図１に示すように、溶融亜鉛めっきの前処理では、脱脂、水洗、酸洗、水洗、フラックス処理の各工程が必要となるが、それぞれの工程に対し処理を用意し、各工程が終わるごとに次の処理槽に被加工物を搬送する必要がある。そのため、めっき設備が非常に大型のものとなり、設備の大型化により搬送装置も必要となるので、設備が高額になりやすいという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、例えば、特許文献１では、単一の作業槽と、複数の貯蔵槽群からなる連続式化学的表面処理装置が提案されている。
【０００６】
しかし、処理槽の外側に、例えば電磁弁などの、液の切り替え用の機構を設けた場合、切り替え用の機構から処理槽までの配管は、各処理液で共通に用いられることになる。そのため、共通配管分の処理液は、混ざり防止のために排出する必要があり、液の使用量が増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−６８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記の問題を踏まえてなされたものであり、処理工程ごとに処理槽を用意する必要がなく設備が小型化でき、さらに、処理液の使用量を低減することができる、めっき方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するための、請求項１の発明は、電極が配置された処理槽１０にめっき液を供給し、金属からなるワーク１５にめっき処理を施すめっき装置であって、前記処理槽１０の外壁２０に接続された複数の処理液供給用配管と、前記外壁２０の内側に回転可能に設けられた、前記複数の処理液供給用配管から選択された１つ以上の処理液供給用配管のみを前記処理槽１０と連通させるための１つ以上の供給口３１を有する切り替えバルブ３０とを備えたことを特徴とするめっき装置である。
【００１０】
これにより、複数の処理液供給用配管を１つの処理槽１０に接続し、切り替えバルブ３０を回転させることにより、選択された配管から供給される処理液を処理槽１０に供給できる。その結果、１つの処理層で連続して洗浄、めっき処理を施すことができるようになるので、設備が小型化される。また、ワークの搬送量が最小限ですむので、製造コストを低減することができる。さらに、処理槽１０の外壁２０の内側に切り替えバルブ３０を設けたので、各処理液で共通に使用される配管は最小限に抑えられ、液混ざり防止のために排出される処理液の量を低減することが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、さらに、処理槽１０の外壁２０に加圧気体供給用配管２４が接続され、加圧気体供給用配管２４は、切り替えバルブ３０を回転させることにより、処理槽１０との連通、非連通を切り替えることができるめっき装置である。
【００１２】
これにより、処理槽１０の残渣液を加圧気体で押出して回収することができるようになる。さらに、処理槽１０内や、めっき処理後のワーク１５を乾燥することも可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、さらに、処理槽１０の外壁２５に複数の回収用配管が接続され、外壁２５の内側に回転可能に設けられ、１つ以上の回収口３６を有し、複数の回収用配管から選択された１つ以上の配管のみを処理槽１０と連通させるための切り替えバルブ３５を備えためっき装置である。
【００１４】
これにより、処理槽１０の残渣液を、処理液ごとに回収することが可能となる。
【００１５】
請求項４の発明は、さらに、切り替えバルブ３０の内側に、複数のノズル４０を備えためっき装置である。
【００１６】
これにより、めっき液を加圧しノズル４０から噴射させ、ワーク１５に噴流として当ててめっきを行う、噴流方式によるめっき処理が可能となる。
【００１７】
請求項５の発明は、さらに、ワーク１５の内面に処理を施すための、内面ノズル５０を備えためっき装置である。
【００１８】
これにより、ワーク１５の内面にも、表面と同様の処理を施すことができる。
【００１９】
請求項６の発明は、さらに、切り替えバルブ３０を回転させ、切り替えバルブ３０に設けられた供給口３１と処理液供給用配管との位置関係を変えることにより、処理槽１０に供給される処理液の量を変えることができるめっき装置である。
【００２０】
これにより、処理槽１０に供給される処理液の量を変えることができ、また、噴流方式によるめっき処理を施す場合は、噴流の強さを変えることができる。
【００２１】
請求項７の発明は、ノズル４０が、切り替えバルブ３０と一体に結合され、切り替えバルブ３０と同時に回転可能なめっき装置である。
【００２２】
ノズル４０を切り替えバルブ３０と一体とすることにより、シール性を高めることができる。
【００２３】
請求項８の発明は、上記のめっき装置を用いためっき方法であって、切り替えバルブ３０を回転することにより、単一の処理槽１０で、処理槽１０内に処理液を供給しワーク１５を洗浄する工程、必要に応じて処理槽１０内に加圧気体を供給し処理液を押し出し回収する工程、処理槽１０内に水を供給し洗浄後のワーク１５を水洗する工程、処理槽１０内にめっき液を供給し、水洗後のワーク１５にめっきを施す工程、処理槽１０内に加圧気体を供給しめっき液を押し出し回収する工程、処理槽１０内に水を供給し、めっき後のワーク１５の水洗する工程、処理槽１０内に加圧気体を供給し、水洗後のワーク１５を乾燥する工程、を含むことを特徴とするめっき方法である。
【００２４】
これにより、単一の処理槽で連続してめっき処理が行えるので、短時間での処理が可能となり、また、残渣液を回収するので、処理液の使用量を低減することができる。
【００２５】
請求項９の発明は、上記のめっき方法において、噴流方式によりめっきを施すめっき方法である。
【００２６】
めっき処理を噴流方式で行うことにより、さらに、処理液の使用量を低減することができる。
【００２７】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の浸漬方式のめっきのフローの概略を示す図である。
【図２】本発明に係るめっき装置の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明に係るめっき装置の断面図である。（ａ）は、図２のＡ−Ａ’断面、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【図４】本発明に係るめっき装置の他の例の概略を示す図である。
【図５】本発明に係るめっき装置の断面図である。（ａ）は、図４のＡ−Ａ’断面、（ｂ）は、図４のＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【図６】本発明に係るめっき装置の他の例の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態の一例を、図を参照しながら説明する。
【００３０】
図２は、本発明のめっき装置の概略を示す図である。めっき装置１は、処理槽１０を備え、処理槽１０の上方に、電源（図示せず）に接続された吊り下げ治具１２を用いて被めっき物であるワーク１５が吊り下げられている。処理槽１０内には、電源（図示せず）に接続された電極１１が配置されており、めっき液を介し、ワーク１５を陰極、電極１１を陽極として、電解めっきを施すことが可能となっている。
【００３１】
電極１１は、洗浄用、めっき用として２つ以上の電極を持たせてもよいし、共通電極として１つでもよい。
【００３２】
処理槽１０上方の外壁２０は、処理液供給用配管接続部２１を有し、洗浄、水洗、めっきで用いられる処理液を、処理槽１０にそれぞれ供給するための、複数の処理液供給用配管が接続されている。そして、外壁２０の内側には、処理槽１０へ供給する処理液を切り替えるための、切り替えバルブ３０が備えられている。
【００３３】
ここで処理液とは、例えば、油脂類の除去に用いるアルカリ水溶液、さびの除去に用いる硫酸水溶液、フラックス処理に用いる塩化亜鉛アンモニア水溶液などの洗浄液、水洗に用いる水、めっきに用いるめっき液などをのことである。
【００３４】
図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ’断面図である。この例では、外壁２０に、２２ａ、２２ｂ、２２ｃの３つの処理液供給用配管が接続されている。切り替えバルブ３０は、回転可能であり、回転することにより、切り替えバルブ３０の供給口３１を移動することにより、処理液供給用配管のうちの１つのみを処理槽１０と連通させ、所望の１種類の処理液のみを処理槽１０へ供給できる。
【００３５】
図３（ａ）には、切り替えバルブ３０の供給口３１が１つだけの例を示したが、処理の内容に応じて、切り替えバルブ３０が複数の供給口３１を有し、選択された複数の処理液供給用配管が処理槽１０と連通するようにしてもかまわない。また、処理液供給用配管の数は、特に限定されるものではない。
【００３６】
外壁２０の外側には、さらに、加圧気体供給用配管接続部２３を設け、加圧気体供給用配管２４を接続してもよい。この加圧気体供給用配管２４からは、例えば、加圧空気を供給する。加圧気体供給用配管２４も、切り替えバルブ３０により、処理槽１０との連通、非連通を切り替えることができる。これにより、加圧空気で処理槽１０内の残渣液を押し出して、後述する回収用配管を用いて回収することが可能となる。さらに、処理槽１０内や、ワーク１５の乾燥を行うことも可能となる。加圧気体としては、空気の他、窒素、アルゴン等を使用してもかまわない。
【００３７】
処理槽１０の外壁２５は、回収用配管接続部２６を有し、残渣液を回収するための回収用配管が接続されている。図３（ｂ）に、図２のＢ−Ｂ’断面図を示す。この例では、外壁２５に、２７ａ、２７ｂ、２７ｃの３つの回収用配管が接続されている。回収用配管は、それぞれの処理液に対応して、処理槽１０の下部の切り替えバルブ３５により、１つの配管のみを処理槽１０と連通させ、液は、それぞれの回収部（図示せず）へと送られる。
【００３８】
図２に示しためっき装置では、上部の切り替えバルブ３０と、下部の切り替えバルブ３５は、連結され、同時に回転する構造とし、供給する液に対応する回収用配管と切り替えバルブ３５の回収口３６が連通する構造になっている。２つの切り替えバルブは、独立に回転可能な構造としてもよい。
【００３９】
図２の装置を用いて、各処理工程で必要な処理液を処理槽１０に供給することにより、浸漬処理により、めっきを施すことができる。一度の処理に用いる処理液の量を少なくするため、処理槽１０の上方と下方の間に弁（図示せず）を設けてもよい。
【００４０】
さらに、本発明の装置では、図４、図５に示すように、切り替えバルブ３０の内側にノズル４０を設けることにより、噴流方式でめっきを施すことも可能である。図５の（ａ）は、図４のＡ−Ａ’断面、（ｂ）は、図４のＢ−Ｂ’断面を示す図である。ノズル４０の大きさ、ピッチ、角度、ノズル４０とワーク１５との距離等は、目的に応じて適宜設定することができる。
【００４１】
本発明の装置では、切り替えバルブ３０の供給口３１と、処理液供給用配管との位置関係を変えることにより、処理槽１０に供給される処理液の量を可変とすることができる。これにより、ノズル４０を設けて噴流方式でめっきを施す場合には、噴流の強さを変えることもできる。
【００４２】
ノズル４０は、切り替えバルブ３０と同様に、回転可能としてもよい。また、切り替えバルブ３０と、ノズル４０を一体に結合された構造とし、同時に回転する構造としてもよい。シール性を高める観点からは、切り替えバルブ３０と、ノズル４０を一体の構造とすることが好ましい。
【００４３】
また、本発明のめっき装置には、ワーク１５の内面にめっきが必要な場合には、内面ノズル５０を設けることができる。内面ノズル５０を設けためっき装置の例を、図６に示す。
【００４４】
内面ノズル５０は、切り替えバルブ３０に設けられた供給口３１ｉを通して、外壁２０に設けられた処理液供給用配管接続部２１ｉを介して、処理液供給用配管２２ｉと接続されている。これにより、ワーク１５の表面に処理を施すのと同時に、内面にも処理を施すことが可能となる。内面ノズル５０を電極として使用してもかまわない。
【００４５】
次に、本発明のめっき装置を用いためっき方法について説明する。
【００４６】
本発明のめっき方法は、上述しためっき装置１を用い、同一の処理槽１０内で、ワーク１５の洗浄、水洗、めっき処理、乾燥を行うことを特徴とする。
【００４７】
以下、各工程の詳細を説明する。
【００４８】
ワーク１５は、処理槽１０内に、導電性の吊り下げ治具１２に接続され、設置される。
【００４９】
はじめに、処理槽１０内に処理液供給用配管２２ａから洗浄用の処理液を供給し、ワーク１５を洗浄する。次いで、加圧気体供給用配管２４から、処理槽１０内に空気を供給し、処理液の残渣を押し出し、回収用配管２７ａより回収する。その後、処理液供給用配管２２ｂから水を供給し、ワーク１５の水洗を行う。
【００５０】
ワークの洗浄としては、例えば、アルカリ水溶液による油脂類の除去、硫酸又は塩酸水溶液によるさびの除去、塩化亜鉛アンモニア水溶液によるフラックス処理等が挙げられる。
【００５１】
ワークの洗浄が、複数の洗浄処理を含む場合は、洗浄処理ごとに、洗浄、残渣の押し出し、水洗の手順を繰り返す。洗浄液を供給する配管は、各洗浄液毎に設け、各洗浄液をそれぞれ別の配管から供給することが好ましい。洗浄液が、液混ざりが影響しない処理液同士であれば、水洗は省くことも可能であり、処理液供給用配管を共通にしてもよい。
【００５２】
また、洗浄処理が１種類の場合でも、複数の配管を設け、ワークの清浄度に応じて処理を切り替えるような運用も可能である。
【００５３】
水洗に続いて、処理液供給用配管２２ｃからめっき液を供給し、ワーク１５にめっきを施す。次いで、加圧気体供給用配管２４から、処理槽１０内に空気を供給し、処理液の残渣を押し出し、回収用配管２７ｃより回収する。続いて、処理液供給用配管２２ｂから水を供給し、めっきを施したワーク１５の水洗を行う。その後、加圧気体供給用配管２４から空気を供給し、ワーク１５を乾燥する。
【００５４】
めっき液は、電極とワークとに導通できるように供給されればよい。処理槽にワークが浸漬する量のめっき液を供給すれば、浸漬処理でめっき処理を行うことができる。
【００５５】
また、図４、図５に示したように、切り替えバルブ３０の内側にノズル４０を設け、ノズル穴からめっき液を噴流させることで、噴流方式のめっき処理を行うことも可能である。噴流方式を用いれば、より少ないめっき液でのめっき処理が可能となる。
【００５６】
また、図６に示すように、切り替えバルブ３０に、内面ノズル５０を設けることで、ワーク１５の表面に処理を施すのと同時に、内面にも処理を施すことができる。
【００５７】
さらに、めっき用の配管を複数設け、それぞれに別のめっき液を供給し、ワーク上に積層構造のめっきを形成することも可能である。
【００５８】
以上説明したように、本発明によれば、単一の処理槽内で洗浄、水洗、めっき、乾燥処理を施すことができるので、設備が小型化できる。また、切り替えバルブを処理層内部に有しているため、複数の処理液で共通に用いる部分は、最小限に抑えられ、液の混ざり防止のために液の使用量が増大するという問題も生じず、共通に用いる部分の洗浄時間も短縮することができる。さらに、加圧空気で残渣液を押出し回収することで、液の排出量はさらに低減させることができる。
【００５９】
また、ワークを搬送する装置も簡略化でき、さらに、切り替えバルブを回転させるだけで、連続して異なる処理を行うことができるので、作業時間を短縮することができる。
【００６０】
また、従来の洗浄工程では、例えば電解洗浄を行う場合、バッチ処理であることからワーク同士が重なり合って、ワークそのものへの導通が不均一となるという問題があり、洗浄時間を延ばすことで対応してきた。本発明によれば、ワーク同士を単独で処理することが可能なため、必要な電解強度を直接ワークへ供給することが可能となり、洗浄時間を短縮することが可能となる。
【００６１】
なお、本発明の実施の形態を、具体的な例を挙げて説明したが、本発明は、上記発明の実施の形態の説明に限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も、本発明に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
１    めっき装置
１０    処理槽
１１    電極
１２    吊り下げ治具
１５    ワーク
２０、２５    外壁
２１、２１ｉ    処理液供給用配管接続部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｉ    処理液供給用配管
２３    加圧気体供給用配管接続部
２４    加圧気体供給用配管
２６    回収用配管接続部
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ    回収用配管
３０、３５    切り替えバルブ
３１、３１ｉ    供給口
３６    回収口
４０    ノズル
５０    内面ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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